HDD kontra SSD

Hur mycket snabbare är en SSD jämfört med HDD-enheter och är det värt priset?

En solid state-enhet eller SSD kan påskynda datorns prestanda avsevärt, ofta mer än vad en snabbare processor (CPU) eller RAM kan. En hårddisk eller hårddisk är billigare och erbjuder mer lagringsutrymme (500 GB till 1 TB är vanligt) medan SSD-diskar är dyrare och generellt tillgängliga i konfigurationer 64 GB till 256 GB.

SSD: er har flera fördelar jämfört med hårddiskenheter.

Jämförelsediagram

HDD jämfört med SSD jämförelse diagram
HDD SSD
Står förHårddiskSolid State Drive
HastighetHDD har högre latens, längre läs / skrivtider och stöder färre IOP: er (ingångsutgångar per sekund) jämfört med SSD.SSD har lägre latens, snabbare läsning / skrivning och stöder fler IOP: er (ingångsutgångar per sekund) jämfört med HDD.
Värme, el, bullerHårddiskar använder mer elektricitet för att rotera plattorna, vilket genererar värme och buller.Eftersom ingen sådan rotation behövs i solid state-enheter använder de mindre ström och genererar inte värme eller brus.
DefragmenteringHDD-enhetens prestanda förvärras på grund av fragmentering. därför måste de regelbundet defragmenteras.SSD-enhetens prestanda påverkas inte av fragmentering. Så defragmentering är inte nödvändig.
KomponenterHDD innehåller rörliga delar - en motordriven spindel som innehåller en eller flera platta cirkulära skivor (kallade plattor) belagda med ett tunt lager magnetiskt material. Läs- och skrivhuvud är placerade ovanpå skivorna; allt detta är inneslutet i en metallhöljeSSD har inga rörliga delar; det är i huvudsak ett minneschip. Det är sammankopplade, integrerade kretsar (IC) med en gränssnittsanslutning. Det finns tre grundläggande komponenter - styrenhet, cache och kondensator.
ViktHDD: er är tyngre än SSD-enheter.SSD-enheter är lättare än HDD-enheter eftersom de inte har roterande skivor, spindel och motor.
Att hantera vibrationerDe rörliga delarna av hårddiskar gör dem mottagliga för kraschar och skador på grund av vibrationer.SSD-enheter kan motstå vibrationer upp till 2000Hz, vilket är mycket mer än HDD.

Hastighet

HDD-skivor använder snurrplattor av magnetiska enheter och läs- / skrivhuvuden för drift. Så starthastigheten är långsammare för hårddiskar än SSD: er eftersom en spin-up för disken behövs. Intel hävdar att deras SSD är 8 gånger snabbare än en hårddisk och därmed erbjuder snabbare uppstartstider. [1]

Följande video jämför HDD- och SSD-hastigheter i den verkliga världen och det är ingen överraskning att SSD-lagring kommer framåt i varje test:

Referensstatistik - små läs / skriv

  • Hårddiskar: Små läs - 175 IOP, Small skriver - 280 IOP
  • Flash SSD: er: Små läs - 1075 IOP (6x), Small skriver - 21 IOP (0, 1x)
  • DRAM SSD: Small reads - 4091 IOPs (23x), Small wrote - 4184 IOPs (14x)

IOP: er står för Input / Output-operationer per sekund

Dataöverföring i en hårddisk kontra SSD

I en hårddisk är dataöverföring sekventiell. Det fysiska läs- / skrivhuvudet "söker" en lämplig punkt på hårddisken för att utföra operationen. Denna söktid kan vara betydande. Överföringshastigheten kan också påverkas av filsystemets fragmentering och filernas layout. Slutligen introducerar hårddiskarnas mekaniska natur också vissa prestandabegränsningar.

I en SSD är dataöverföring inte sekventiell; det är slumpmässig åtkomst så det är snabbare. Det finns konsekvent läsprestanda eftersom den fysiska platsen för data är irrelevant. SSD: er har inga läs- / skrivhuvuden och därför inga förseningar på grund av huvudrörelse (sökande).

Pålitlighet

Till skillnad från HDD-enheter har SSD-diskar inte rörliga delar. Så SSD-tillförlitlighet är högre. Rörliga delar i en hårddisk ökar risken för mekaniskt fel. Den snabba rörelsen av plattorna och huvuden inuti hårddisken gör det mottagligt för ”head crash”. Huvudolyckor kan orsakas av elektroniskt fel, plötsligt strömavbrott, fysisk chock, slitage, korrosion eller dåligt tillverkade skivor och huvuden. En annan faktor som påverkar tillförlitligheten är närvaron av magneter. Hårddiskar använder magnetisk lagring så de är mottagliga för skador eller datakorruption när de är i närheten av kraftfulla magneter. SSD: er riskerar inte för sådan magnetisk distorsion.

Slita ut

När flash först började vinna fart för långvarig lagring fanns det oro över utslitning, särskilt med vissa experter som varnade för att på grund av hur SSD: er fungerar, fanns det ett begränsat antal skrivcykler de kunde uppnå. SSD-tillverkare lägger emellertid mycket arbete på produktarkitektur, drivkontroller och läs- / skrivalgoritmer och i praktiken har utmattning varit en nonissue för SSD: er i de flesta praktiska tillämpningar. [2]

Pris

Från juni 2015 är SSD: er fortfarande dyrare per gigabyte än hårddiskar, men priserna för SSD: er har fallit kraftigt under de senaste åren. Medan externa hårddiskar är cirka $ 0, 04 per gigabyte, är en typisk flash-SSD cirka $ 0, 50 per GB. Detta har minskat från cirka $ 2 per GB i början av 2012.

I själva verket betyder detta att du kan köpa en 1 TB extern hårddisk (HDD) för $ 55 på Amazon (se externa hårddiskbästsäljare) medan en 1 TB SSD kostar cirka 475 $. (se listan över bästa säljare för interna SSD: er och externa SSD: er).

Prisutsikter

I en inflytelserik artikel för Network Computing i juni 2015 skrev lagringskonsult Jim O'Reilly att priserna för SSD-lagring faller mycket snabbt och med 3D NAND-teknik kommer SSD troligen att uppnå prisparitet med HDD i slutet av 2016.

Det finns två huvudsakliga orsaker till fallande SSD-priser:

  1. Ökande täthet : 3D NAND-teknik var ett genombrott som möjliggjorde ett kvant hopp i SSD-kapacitet eftersom det möjliggör packning 32 eller 64 gånger kapaciteten per matris.
  2. Processeffektivitet : Tillverkning av flashlagring har blivit effektivare och avkastningen har ökat avsevärt.

En artikel i december 2015 för Computer World beräknade att 40% av nya bärbara datorer som såldes 2017, 31% 2016 och 25% av bärbara datorer 2015 kommer att använda SSD snarare än HDD-enheter. Artikeln rapporterade också att medan HDD-priserna inte har sjunkit för mycket, har SSD-priserna konsekvent sjunkit månad över månad och närmar sig paritet med HDD.

Prisprognoser för HDD och SSD-lagring, av DRAMeXchange. Priserna är i amerikanska dollar per gigabyte.

Lagringskapacitet

Fram till nyligen var SSD: er för dyra och endast tillgängliga i mindre storlekar. 128 GB och 256 GB bärbara datorer är vanliga vid användning av SSD-enheter medan bärbara datorer med HDD-interna enheter vanligtvis är 500 GB till 1 TB. Vissa leverantörer - inklusive Apple - erbjuder "fusion" -enheter som kombinerar 1 SSD- och 1 HDD-enhet som fungerar sömlöst tillsammans.

Men med 3D NAND kommer SSD: er troligen att stänga kapacitetsgapet med HDD-enheter i slutet av 2016. I juli 2015 meddelade Samsung att det släppte 2 TB SSD-enheter som använder SATA-kontakter. [3] Även om HDD-tekniken troligen kommer att släppas ut vid cirka 10 TB finns det ingen sådan begränsning för flash-lagring. I augusti 2015 avslöjade Samsung världens största hårddisk - en 16 TB SSD-enhet.

Defragmentering i hårddiskar

På grund av den fysiska naturen hos hårddiskar och deras magnetiska skivor som lagrar data, fungerar IO-operationer (läsning från eller skrivning till disken) mycket snabbare när data lagras sammanhängande på disken. När en fils data lagras på olika delar av disken reduceras IO-hastigheterna eftersom disken måste snurra för att olika områden på disken kommer i kontakt med läs- / skrivhuvudena. Ofta finns det inte tillräckligt sammanhängande utrymme för att lagra alla data i en fil. Detta resulterar i fragmentering av hårddisken. Periodisk defragmentering behövs för att förhindra att enheten drar ner sin prestanda.

Med SSD-skivor finns det inga sådana fysiska begränsningar för läs- / skrivhuvudet. Så den fysiska platsen för data på disken spelar ingen roll eftersom den inte påverkar prestandan. Därför är defragmentering inte nödvändig för SSD.

Ljud

Hårddiskar är hörbara eftersom de snurrar. HDD-enheter i mindre formfaktorer (t.ex. 2, 5 tum) är tystare. SSD-enheter är integrerade kretsar utan rörliga delar och gör därför inte ljud när de körs.

Komponenter och drift

En typisk hårddisk består av en spindel som håller en eller flera platta cirkulära skivor (kallad platters ) som data registreras på. Plattorna är tillverkade av ett icke-magnetiskt material och är belagda med ett tunt lager magnetiskt material. Läs- och skrivhuvuden är placerade ovanpå skivorna. Plattorna snurras i mycket höga hastigheter med en motor. En typisk hårddisk har två elektriska motorer, en för att snurra skivorna och en för att placera läs- / skrivhuvudaggregatet. Data skrivs till ett fat när de roterar förbi läs- / skrivhuvudena. Läs- och skrivhuvudet kan upptäcka och modifiera magnetiseringen av materialet omedelbart under det.

Demonterade komponenter av hårddisken (vänster) och SSD (höger).

Däremot använder SSD: er mikrochips och innehåller inga rörliga delar. SSD-komponenter inkluderar en styrenhet, som är en inbäddad processor som kör programvara på firmware-nivå och är en av de viktigaste faktorerna för SSD-prestanda; cache, där en katalog med data om blockeringsplacering och slitnivå också bevaras; och energilagring - en kondensator eller batterier - så att data i cachen kan spolas till enheten när strömmen tappas. Den primära lagringskomponenten i en SSD har varit DRAM-flyktigt minne sedan de först utvecklades, men sedan 2009 är det oftare NAND-flashminne. SSD: s prestanda kan skala med antalet parallella NAND-flashchips som används i enheten. Ett enda NAND-chip är relativt långsamt. När flera NAND-enheter arbetar parallellt inuti en SSD, skalar bandbredden och de höga latenserna kan döljas, så länge tillräckligt utestående operationer väntar och belastningen är jämnt fördelad mellan enheterna.

Relaterade Artiklar